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Protéomique : identifier les protéines membranaires

Michel Le Toullec
La technique ICAT de l'Institute for Systems Biology s'applique aux protéines hydrophobes, difficiles à séparer par électrophorèse.
Les techniques actuelles de protéomique, basées sur la séparation des protéines en solution par électrophorèse bidimensionnelle puis leur identification par spectrométrie de masse, ne conviennent pas à toutes les protéines. En particulier les protéines membranaires, des molécules hydrophobes et donc difficiles à séparer lors de l'étape d'électrophorèse.

Or ces protéines sont particulièrement importantes : les récepteurs membranaires sont en effet des cibles thérapeutiques très importantes. D'où l'intérêt des travaux réalisés par Ruedi Aebersold et ses collègues de l'Institute for Systems Biology (Seattle, Etats-Unis). Ces chercheurs ont en effet développé la technique ICAT (Isotope Coded Affinity Tag), qui permet de déterminer l'abondance relative des protéines dans deux échantillons. 

Une technique qu'ils ont mise à contribution pour analyser le profil des protéines membranaires dans des cellules myéloïdes humaines avant et après différenciation. Les protéines membranaires de deux échantillons sont mises en présence de deux versions isotopiquement distinctes du réactif ICAT (qui établit une liaison covalente avec les acides aminés cystéine). Les peptides marqués par ICAT sont retenus sur une colonne d'affinité, fractionnés par chromatographie puis analysés par spectrométrie de masse en tandem. 

Leurs masses sont ensuite comparées aux masses prédites de tous les peptides pouvant être obtenus à partir des séquences protéiques des bases de données. Ce qui permet d'identifier les protéines dont ils sont issus. La signature isotopique des deux réactifs ICAT permet, de son côté, d'établir l'abondance relative dans les deux échantillons de chaque protéine identifiée. Par cette méthode, 500 protéines membranaires auraient été identifiées par l'équipe américaine de l'Institute for Systems Biology.

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